đo tiếng ồn bằng smartphone tablet

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH

Đề tài

ĐO TIẾNG ỒN BẰNG SMARTPHONE/TABLET

Sinh viên: Từ Chánh Trung
Mã số: 1111470
Khóa: 37

Cần Thơ, 05/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG
BỘ MÔN TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH

Đề tài

ĐO TIẾNG ỒN BẰNG SMARTPHONE/TABLET

Người hướng dẫn
Ths Đoàn Hòa Minh

Sinh viên thực hiện
Từ Chánh Trung
Mã số: 1111470
Khóa: 37

Cần Thơ, 05/2015


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện đề tài luận văn em luôn nhận được sự giúp đỡ quý
báu từ quý thầy cô, anh chị, bạn bè và sự động viên, ủng hộ của người thân, gia đình để
em có thể hoàn thành đề tài của mình.
Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn cha mẹ, người luôn ủng hộ về mặt tinh thần và
vật chất cho em rất nhiều, tạo điều kiện thuận lợi nhất để em hoàn thành đề tài luận văn
của mình.
Tiếp theo em xin trân trọng cảm ơn Thầy Đoàn Hòa Minh - Phó trưởng khoa Khoa
Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông, trường Đại Học Cần Thơ đã trực tiếp hướng dẫn
em thực hiện đề tài. Thầy đã nhiệt tình giúp đỡ, cho em những ý kiến quý báu, giúp em
nhận ra được vấn đề đang gặp phải để giải quyết một cách tốt nhất.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ
nói chung và quý thầy cô khoa Công nghệ thông tin và Truyền thông nói riêng, quý thầy
cô đã truyền cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt 4 năm qua để em
có đủ hành trang và nghị lực bước vào đời và có thể trở thành người có ích cho xã hội.
Tiếp đến em chân thành cảm ơn những người bạn thân của mình, đặc biệt là các
bạn thành viên lớp DI11Y9A2 đã luôn ủng hộ, giúp đỡ em rất nhiều trong suốt thời gian
học tập trên giảng đường đại học, giúp em tìm kiếm tài liệu cần thiết và cho ý kiến về đề

tài mà em đang nghiên cứu, giúp cho quá trình nghiên cứu thuận lợi hơn.
Và em cũng không quên cảm ơn những người đã lập ra diễn đàn, những người đi
trước, đã nghiên cứu về lập trình android, về quy chuẩn tiếng ồn. Tại các diễn đàn thảo
luận, em đã tìm được nhiểu tài liệu và cách giải quyết nhiều vấn đề mà em gặp phải trong
quá trình nghiên cứu.
Mặc dù đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép chắc
chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự cảm hông và tận
tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các Bạn.
Một Lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến mọi người đã giúp
đỡ, hỗ trợ, ủng hộ và động viên em trong suốt thời gian làm đề tài
Cần Thơ, ngày tháng

năm 2015.

Sinh viên thực hiện.
Từ Chánh Trung
SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 3


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 1
MỤC LỤC ................................................................................................................. 4
TỪ KHÓA ................................................................................................................. 6
KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ........................................................................................... 6
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................. 7
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................ 7
TÓM TẮT .................................................................................................................. 8

ABSTRACT............................................................................................................... 9
PHẦN GIỚI THIỆU ................................................................................................ 10
1. ĐẶT VẤN ĐỀ. ................................................................................................ 10
2. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. ................................................................. 10
3. MỤC TIÊU ...................................................................................................... 12
4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI .................................. 12
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - HƯỚNG GIẢI QUYẾT. ........................ 13
6. NHỮNG ĐÓNG GÓP CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI ................................................ 13
7. BỐ CỤC CỦA QUYỂN LUẬN VĂN ............................................................ 13
PHẦN NỘI DUNG .................................................................................................. 15
CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT........................................................................ 15
1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA ÂM THANH. ................................. 15
1.1.1 Tính chất vật lý của âm thanh. ................................................................ 15
1.1.2 Đặc điểm cảm thụ âm thanh của tai người ............................................. 23
1.1.3 Đo âm thanh. ........................................................................................... 27
1.2 Ô NHIỄM TIẾNG ỒN. .................................................................................. 29
1.2.1 Phân loại các nguồn ồn. .......................................................................... 29

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 4


1.2.2. Các phương pháp đo và đánh giá tiếng ồn............................................. 31
1.2.3 Nguồn của tiếng ồn. ................................................................................ 32
1.2.4 Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người. ........................................... 34
1.2.5 Tiêu chuẩn mức ồn cho phép. ................................................................. 36
1.2.6 Quy định về xử phạt hành chính về tiếng ồn. ......................................... 37
1.3 TỔNG QUAN HỆ ĐIỀU HÀNH DI ĐỘNG GOOGLE ANDROID ........... 38
1.3.1 Khái niệm. ............................................................................................... 38

1.3.2 Lịch sử phát triển .................................................................................... 38
1.3.3 Android Media. ....................................................................................... 39
CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT GIẢI PHÁP ............................................. 40
2.1. THU NHẬN TIẾNG ỒN VÀ XỬ LÝ .......................................................... 40
2.2. XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ĐO TIẾNG ỒN. ............................................... 41
3.2.1 Ghi âm từ microphone. ........................................................................... 41
3.2.2 Đo mức áp suất âm của tiếng ồn thu được.............................................. 42
3.2.3 Sử dụng kĩ thuật lập trình đa luồng. ....................................................... 42
CHƯƠNG 3 KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ ............................................................. 44
1. MỤC TIÊU KIỂM THỬ.................................................................................. 44
2. KỊCH BẢN VÀ KẾT QUẢ KIỂM THỬ ........................................................ 44
2.1 Trường hợp kiểm thử 1 : Bật - Tắt ứng dụng. ........................................... 44
2.2 Trường hợp kiểm thử 2 : Đo mức âm dưới 60 dB ..................................... 46
2.3 Trường hợp kiểm thử 3 : Đo mức âm từ 60 dB đến 80 dB ....................... 47
2.4 Trường hợp kiểm thử 4 : Đo mức âm từ 80 dB đến 100 dB ..................... 47
2.5 Trường hợp kiểm thử 5 : Đo mức âm lớn hơn 100dB ............................... 48
PHẦN KẾT LUẬN .................................................................................................. 49
1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .................................................................................. 49
2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................................................... 49
TẢI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 50
SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 5


TỪ KHÓA
STT

Ý NGHĨA

TỪ KHÓA
Android

Android là 1 hệ điều hành chạy trên các thiết bị di dộng do công ty
Google phát triển.

2

Smartphone

Smartphone là điện thoại thông minh, là những điện thoại được tích
hợp một hệ điều hành di động với nhiều tính năng hỗ trợ tiên tiến
về điện toán và kết nối dựa trên nền tảng cơ bản của điện thoại
thông thường.

3

Tablet

Là một loại thiết bị máy tính với màn hình cảm ứng, sử dụng bút
cảm ứng (nếu có) hay ngón tay để nhập dữ liệu thông tin thay cho
bàn phím và chuột máy tính.

4

Android
Media

Các lớp quản lý âm thanh trên hệ điều hành Android.

5

WHO

Tổ chức Y Tế Thế Giới.

6

Microphone

Thiết bị thu âm, biến năng lượng âm học sang cảm biến điện tử. Nó
chuyển đổi âm thanh sang tín hiệu điện tử.

1

KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
STT

Ý NGHĨA

TỪ VIẾT TẮT

1

TBDĐ

Thiết bị di động.

2

HĐH

Hệ điều hành.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 6


DANH SÁCH HÌNH
STT

TÊN HÌNH

NỘI DUNG

1

Hình 1

Sóng âm

2

Hình 2

Sóng âm kết hợp

3

Hình 3

Độ nhạy của tai người

4

Hình 4

Biểu đồ các đường đồng mức to của Robinson và Dadson

DANH SÁCH BẢNG
STT TÊN BẢNG

NỘI DUNG

1

Bảng 1

Vận tốc âm trong một số môi trường

2

Bảng 2

Mức âm của một số nguồn thường gặp

3

Bảng 3

Tần số âm ở bát độ thứ 3

4

Bảng 4

Giới hạn tối đa cho phép về tiếng ồn

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 7


TÓM TẮT
Ô nhiễm tiếng ồn là thực trạng đáng lưu ý trong thời đại ngày nay, nhất là ở nước
đang phát triển. Ở Việt Nam, đặc biệt là ở đô thị, tình trạng ô nhiễm môi trường sống đã
lên tới mức nghiêm trọng, trong đó có ô nhiễm tiếng ồn.Tiếng ồn là một dạng ô nhiễm môi
trường rất nguy hại, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng nhưng lại ít được quan tâm như
các loại ô nhiễm khác.
Bộ Tài Nguyên và Môi trường của nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
cũng đã ban hành thông tư "số 39/2010/TT-BTNMT, QCVN 26:2010/BTNMT Quy chuẩn
kĩ thuật quốc gia về tiếng ồn" nhằm quy định giới hạn tối đa các mức tiếng ồn tại các khu
vực có con người sinh sống, hoạt động và làm việc.
Mục đích của luân văn là nhằm nghiên cứu về lý thuyết tiếng ồn và đơn vị đo, xây
dựng giải thuật đo tiếng ồn trên thiết bị di động (TBDĐ) để tiến hành phát triển ứng dụng
đo và cảnh báo tiếng ồn theo các chuẩn quy định trên TBDĐ Android.
Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm để rút ra số liệu và xác định tính
chính xác của kết quả thu được.
Nội dung luận văn bao gồm các phần sau:

-

-

Nghiên cứu lập trình di động và kỹ thuật lập trình phát triển ứng dụng trên
hệ điều hành Android.
Tìm hiểu lý thuyết về âm thanh và cảm nhận của tai người đối với âm
thanh, cùng với các tài liệu, văn bản về qui định tiếng ồn được cơ quan có
thẩm quyền ban hành.
Xây dựng giải thuật đo tiếng ồn và xác lập các ngưỡng tiếng ồn ảnh hướng
đển sức khỏe con người trên TBDĐ.
Phát triển ứng dụng trên TBDĐ, cho phép đo tiếng ồn tại một địa điểm ở
thời điểm xác định và đưa ra mức cảnh báo về ô nhiễm tiếng ồn của môi
trường.

Luận văn này chỉ là bước đầu tìm hiểu về tiếng ồn và phát triển ứng dụng đo tiếng
ồn trên TBDĐ, kết quả đạt được chưa được như mong đợi, nhưng đã trình bày một góc
nhìn về lý thuyết tiếng ồn và xây dựng thành công ứng dụng đo tiếng ồn trên TBDĐ, có
thể thay thế một máy đo tiếng ồn chuyên dụng.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 8


ABSTRACT
Noise pollution is a remarkable situation in the time today, especially in developing
countries. In Vietnam, especially in urban areas, environmental pollution has reached a
serious level, including noise pollution. The Noise is a form of environmental pollution is
very harmful, affect public health but little attention as other types of pollution.

Ministry of natural resources and environment of the Socialist Republic Vietnam
also issued circulars "số 39/2010/TT-BTNMT, QCNV 26:2010/BTNMT Quy chuẩn kĩ
thuật quốc gia về tiếng ồn" in order to limit the maximum noise levels in areas that people
living, activities and working.
The purpose of the thesis was to study the noise theory and measurement unit,
construction algorithm for measuring noise on mobile devices (MD), to conduct
application development of noise measurement and warning according to the prescribed
standards on Android MD.
Combination studies with empirical theory to draw the data and determine the
accuracy of the results obtained.
Content of thesis includes the following sections:
-

Study on programming and programming techniques to develop applications
on the Android operating system.
Learn the theory of sound and feel of the ear for sound, along with the
documents, written about noise regulations are the competent bodies to enact
Construction of noise measurement algorithm and establishing noise
thresholds affect human health on MD.
Application development on MD, for the measurement of noise at a time and
put out a warning about noise pollution of the environment.

This thesis is only the first step to learn about noise and noise measurement
application development on TBDĐ, the results achieved have not been as expected, but
has presented another view on the theory of noise and building successful applications for
measuring noise on MD, can replace a dedicated noise meter.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 9

PHẦN GIỚI THIỆU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Kể từ khi chào đời, chúng ta hầu như sống trong một môi trường tràn ngập những
âm thanh sinh động như những câu hò, câu hát, hay những lời ru êm dịu từ mẹ và những
lời dạy dỗ đầy tình cảm của cha. Nhờ có âm thanh mà chúng ta có thể giao tiếp bằng lời
nói, chúng ta có thể cảm nhận được những lời hát ru đó, và cũng nhờ có âm thanh mà cuộc
sống của chúng ta trở nên tươi đẹp hơn.
Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội, nhiều nhà máy đã mọc lên nhanh
chóng, phương tiện giao thông cũng tăng lên đáng kể, các cơ sở kinh doanh sản xuất và
dịch vụ cũng phát triển không kém. Bên cạnh sự phát triển đó là vấn đề ô nhiễm môi
trường, ô nhiễm không khí, nguồn nước, và đặc biệt là ô nhiễm tiếng ồn.
Tiếng ồn là những âm thanh gây ra cảm giác khó chịu cho chúng ta như cản trở
việc giao tiếp, nó có thể ngăn cản chúng ta cảm nhận những âm thanh mong muốn, nó
quấy rầy không cho chúng ta tập trung làm việc và học tập. Hay thậm chí âm thanh có thể
khiến chúng ta giật mình, phá giấc ngủ và gây căng thẳng tâm lý, và nếu những âm thanh
đó đủ lớn sẽ gây ra bệnh điếc tạm thời hoặc vĩnh viễn.
Và để giải quyết tình trạng ôn nhiễm tiếng ồn đó thì Bộ Tài Nguyên và Môi trường
của nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam cũng đã ban hành thông tư về tiếng ồn
để quy định về các mức tiếng ồn tại các khu vực có con người sinh sống, hoạt động và làm
việc, nhằm giảm thiểu trình trạng ô nhiễm tiếng ồn.
Mặt khác các thiết bị di động như smartphone và tablet ngày càng phổ biến và gắn
bó với con người. Tất cả các thiết bị này đều hỗ trợ chức năng thu và xử lý tín hiệu âm
thanh. Từ đó chúng tôi có ý tưởng xây dựng phần mềm đo và xác định các mức ồn tại một
nơi với hi vọng là có thể thay thế cho thiết bị chuyên dùng trong một chừng mực nhất
định.
2. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.
Hiện nay vấn đề ô nhiễm tiếng ồn cũng đã được các cơ quan chức năng quan tâm
và có những quy định về mức tiếng ồn.

Năm 1995 Ban kĩ thuật tiêu chuẩn Âm học TCVN/TC 43 đã biên soạn bộ "Tiêu
Chuẩn Việt Nam", do Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng đề nghị và được Bộ
khoa học, Công nghệ và Môi Trường ban hành gồm 2 quyển :
-

TCVN 5964:1995 Âm học: mô tả và đo tiếng ồn môi trường các đại lượng
và phương pháp đo chính.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 10


-

TCVN 5965:1995 Âm học : mô tả và đo tiếng ồn môi trường áp dụng các
giới hạn đo tiếng ồn.

Năm 2008 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Âm học TCVN/TC 43 đã biên soạn bộ “ÂM
HỌC – MÔ TẢ, ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ TIẾNG ỒN MÔI TRƯỜNG”, do Tổng cục Tiêu
chuẩn - Đo lường - Chất lượng đề nghị và được Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành để
thay thế tiêu chuẩn TCVN 5964 : 1995, tiêu chuẩn TCVN 5965 : 1995 và được sử dụng
cho đến nay.
Bộ ÂM HỌC – MÔ TẢ, ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ TIẾNG ỒN MÔI TRƯỜNG bao gồm 2
quyển:
-

TCVN 7878-1:2008 (ISO 1996-1:2003) Phần 1: Các đại lượng cơ bản và
phương pháp đánh giá.
TCVN 7878-2 :2008 (ISO 1996-2:2003) Phần 2: Xác định mức áp suất âm.

Bên cạnh đó cũng có các mức ồn cho phép được cho trong các tiêu chuẩn về tiếng
ồn gồm:
-

TCVN 5949-1995. âm học. Tiếng ồn khu vực công cộng và dân cư. Mức ồn
tối đa cho phép.
TCVN 5948-4995. âm học. Tiếng ồn phương tiên giao thông vận tải đường
bộ. Mức ồn tối đa cho phép.
TCVN 3985:1999. Âm học. Mức ồn cho phép tại các vị trí làm việc.

Ngày 31 tháng 12 năm 2009 Chính phủ ban hành Nghị định số 117/2009/NĐCP về xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực bảo vệ môi trường nhằm qui định mức
xử phạt của các hoạt động ảnh hưởng đến môi trường trong đó có ô nhiễm tiếng ồn.
Ngày 30 tháng 12 năm 2013 Chính phủ ban hành Nghị định số 179/2013/NĐCP về xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực bảo vệ môi trường nhằm thay thế cho
nghị định số 117/2009/NĐ-CP.
Trên thế giới ứng dụng đo tiếng ồn trên TBDĐ đã được nhiều nhà phát triển nghiên
cứu và phát triển thành công và được đăng tải trên cửa hàng Play của Google và có số lượt
tải rất cao, từ 500.000 đến 10.000.000 lượt tải, một số ứng dụng tiêu biểu như:
-

Ứng dụng Sound Meter của nhà cung cấp Smart Tools Co.
Ứng dụng Noise Meter của nhà cung cấp Jinasys.
Ứng dụng Decibel Meter của nhà cung cấp TACOTY APP.

Những ứng dụng trên đều đo được mức độ ồn của môi trường với tính chính xác
cao, nhưng những ứng dụng đó vẫn chưa có chức năng cảnh báo về mức độ ồn đối với
SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 11

cảm nhận của tai người. Vì vậy, nội dung luận văn nhằm nghiên cứu và phát triển ứng
dụng đo tiếng ồn có tích hợp khả năng cảnh báo tiếng ồn của môi trường.
Ở Việt Nam thì đây vẫn là vấn đề mới, chúng tôi chưa tìm thấy công trình nghiên
cứu về lĩnh vực này.
3. MỤC TIÊU
Mục tiêu của luận văn nhằm nghiên cứu về tiếng ồn và đánh giá tác động của tiếng
ồn đối với sức khỏe con người, cung cấp những thông tin và cảnh báo mức ồn tại môi
trường đang sinh sống.
Xây dựng phần mềm đo tiếng ồn trên TBDĐ có thể sử dụng trong nghiệp vụ xử lý
tiếng ồn.
Tìm hiểu các văn bản pháp luật, các qui định của Nhà nước về tiếng ồn.
Tạo ra tài liệu tham khảo về tiếng ồn và ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người.
Ngoài ra, đề tài này cũng giúp cho người thực hiện rèn luyện được nhiều kĩ năng
như :
-

Tiếp cận các tài liệu và văn bản pháp luật về tiếng ồn.
Rèn luyện kĩ năng lập trình ứng dụng cho thiết bị di động.
Rèn luyện kĩ năng viết tài liệu và các kĩ năng cần thiết để hoàn thành tốt một
đề tài.
Trau dồi được nhiều kĩ năng cần thiết để trang bị cho bản thân khi ra trường
khi bước vào một môi trường làm việc mới.

4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI
Lĩnh vực nghiên cứu của đề tài là âm thanh, trong đó tập trung vào việc đo mức độ
tiếng ồn, xác định các mức ồn tác động lên đời sống, tâm lý và sinh lý của con người. Xây
dựng một ứng dụng đo mức ồn phục vụ cho công tác xác định mức ô nhiễm về tiếng ồn ở
một nơi xác định.
Nhiệm vụ đề tài được giới hạn ở các nội dung sau :

-

Tìm hiểu lập trình di động, hệ điều hành Android và lập trình ứng dụng trên
Android.
Tìm hiểu về âm thanh, cách xử lý âm thanh, các biện pháp thu âm.
Tìm hiểu các văn bản pháp luật, các qui định của nhà nước về tiếng ồn.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 12


-

-

Nghiên cứu những giải thuật đo tiếng ồn, từ đó chọn giải thuật thích hợp để
ứng dụng trong việc phát triển ứng dụng đo tiếng ồn trên điện thoại thông
minh.
Chỉ phát triển ứng dụng đo tiếng ồn trên nền tảng Android.

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - HƯỚNG GIẢI QUYẾT.
 Tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình Android. Kỹ thuật lập trình trên Android trong lập
trình ứng dụng và giao diện.
 Tìm hiểu về lý thuyết âm thanh và cảm nhận của tai người đối với âm thanh, cùng
với các tài liệu, văn bản về qui định tiếng ồn được cơ quan có thẩm quyền ban
hành.
 Tìm hiểu các giải thuật xử lý âm thanh, lựa chọn giải thuật xử lý phù hợp.
 Nghiên cứu những giải thuật đo tiếng ồn, từ đó chọn ra giải thuật thích hợp để ứng
dụng trong việc đo tiếng ồn.

 Tiến hành kiểm thử và rút ra các biện pháp tốt nhất trong vấn đề đo tiếng ồn trên
điện thoại.
6. NHỮNG ĐÓNG GÓP CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
Ứng dụng đo mức ồn bằng Smart phone và Tablet cho phép người dùng có thể
xác định mức ô nhiễm tiếng ồn mọi lúc, mọi nơi.
Cung cấp tài liệu tham khảo về tiếng ồn và lập trình phát triển ứng dụng đo tiếng
ồn cho thiết bị di động trên nền tảng Android, đặc biệt là việc thu và xử lý tín hiệu âm
thanh.
7. BỐ CỤC CỦA QUYỂN LUẬN VĂN
Quyển luận văn được chia thành ba phần.
Phần giới thiệu :
-

-

Trình bày vấn đề ô nhiễm môi trường trong thời đại ngày nay đặc biệt là ô
nhiễm tiếng ồn và sự gắn liền của thiết bị di động với cuộc sống con người.
Luận văn cũng giới thiệu các văn bản pháp luật đã được nhà nước ban hành
và lịch sử giải quyết vấn đề ô nhiễm tiếng ồn trong nước và ngoài nước.
Đề ra các mục tiêu và đối tượng nghiên cứu, các đóng góp của luận văn khi
nghiên cứu và thực hiện đề tài đo tiếng ồn.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 13


Phần nội dung :
Chương 1
-

Trình bày về những đặc điểm của âm thanh, các thông số đặc trưng của âm
thanh, là cơ sở để thực hiện công trình nghiên cứu tiếng ồn.
Trình bày về vấn đề ô nhiễm tiếng ồn, phân loại các nguồn ồn và ảnh hưởng
của tiếng ồn đối với con người và những qui đinh của Nhà nước về tiếng ồn.
Giới thiệu nền tảng Android, nền tảng được sử dụng để phát triển ứng dụng.

Chương 2
-

Mô tả cách thức phát triển ứng dụng đo tiếng ồn và các kĩ thuật đã sử dụng
để phát triển ứng dụng

Chương 3
-

Kiểm thử ứng dụng
Mô tả mục tiêu kiểm thử và các kết quả của trường hợp kiểm thử.

Phần kết luận
-

Trình bày kết quả đạt được khi hoàn thành luận văn và hướng phát triển tiếp
theo cho đề tài.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 14

PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA ÂM THANH.
1.1.1 Tính chất vật lý của âm thanh.
1.1.1.1 Bản chất của âm thanh.
Về mặt vật lý, âm thanh là những sóng dao động xuất hiện trong các môi trường vật
chất (chất khí, chất lỏng, chất rắn) khi chịu các lực kích thích và có phương dao động cùng
phương với phương truyền.
Âm thanh được phát ra từ vật thể rung động, gọi là nguồn âm, như: dây đàn, mặt
trống, màng loa,…Khi sóng âm truyền trong môi trường (không khí, nước,…) đến tai
người làm rung màng nhĩ theo đúng nhịp điệu rung động của nguồn âm, nhờ đó ta nghe
được âm thanh.
Dao động của các nguồn âm gây ra áp lực làm nén hoặc dãn luân phiên các phần tử
môi trường ở hai phía của nó. Khi bị kích thích như vậy, các phần tử của môi trường sẽ
dao động quanh một vị trí cân bằng và truyền các dao động đó cho phần tử bên cạnh nhờ
vào liên kết đàn hồi giữa chúng. Đến lượt các phần tử này sẽ truyền những dao dộng mới
nhận cho những phần tử tiếp theo. Cứ như thế dao động sẽ được truyền đi xa dần nguồn
âm. Khi các dao động âm truyền đến tai người, chúng sẽ tác động lên cơ quan thính giác
và cho ta cảm giác âm thanh.
Sóng âm mang theo năng lượng gọi là năng lượng âm, nguồn năng lượng ngày sẽ
giảm dần trong trường âm. Khi càng đi xa khỏi nguồn âm, năng lượng âm càng bị chia sẻ
cho một lượng nhiều hơn các phần tử cho đến khi tắt hẳn.
Âm thanh truyền trong các môi trường: khí, lỏng, rắn,…Không truyền được trong
chân không. Một số môi trường truyền âm rất kém, các môi trường này thường mềm xốp,
như: bông, dạ, cỏ khô,… chất liệu cấu tạo thành các môi trường này gọi là chất liệu hút
âm, được dùng để làm giảm tiếng vang. Thường được sử dụng trong nhà hát, phòng bá
âm,…
Do kích thước hình học của nguồn âm mà sóng âm lan truyền trong môi trường có
mặt sóng không giống nhau. Chúng ta phân biệt ba dạng sóng :
-

Sóng cầu : khi mặt sóng là những mặt cầu. Các nguồn điểm phát năng
lượng đồng đều trong một môi trường tĩnh đồng nhất sẽ tạo ra sóng cầu.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 15


-

-

Sóng phẳng : nếu mặt sóng là những mặt phẳng. Trong thực tế không có
những nguồn phát ra sóng phẳng, những đối với những điểm ở khá xa nguồn
âm ta có thể xem sóng cầu là sóng phẳng
Sóng trụ: trường hợp mặt sóng là những mặt trụ, nối liền nhau tạo thành
hình trụ.

Đặc điểm lan truyền âm thanh của sóng cầu, sóng phẳng hay sóng trụ không giống
nhau đặc biệt khác nhau ở sự suy giảm năng lượng xa dần nguồn âm.
Các đặc trưng cơ bản của sóng âm :
Tần số âm : là số dao động toàn phần mà các phần tử môi trường thực hiện được
trong 1s, và được ký hiệu là f, đơn vị đo là Hz. Phạm vi dao động âm mà tai người trẻ tuổi
có thể cảm thụ được có tần số từ 20 đến 20.000 Hz.
Tín hiệu có tần số từ 16 Hz đến 20 KHz gọi là tín hiệu âm tần.
Tương ứng với tần số f ta có chu kỳ T, và bước sóng , liên hệ nhau các công thức:
1

T= , T có đơn vị là giây (s)

𝑓

 = CT, C là vận tốc lan truyền của âm thanh trong không khí,  có đơn vị là m
Trong dải âm tần người ta thường chia thành:
-

Âm trầm: có tần số từ 16 Hz đến 300 Hz.
Âm trung bình: có tần số từ 300 Hz đến 3 KHz.
Âm bổng: có tần số từ 3 KHz đến 20 KHz.

Tiếng nói của người có tần số trung bình từ 400 HZ đến 3 KHz.
Các nốt nhạc ở bát độ thứ ba có tần số là:
Do: 262 Hz; Re: 294 Hz; Mi: 300Hz; Fa: 349Hz;
Sol: 392 Hz; La: 440 Hz; Si: 494 Hz; Do: 524 Hz.
Bước sóng âm : ký hiệu là λ (m) là khoảng cách gần nhất giữa hai phần tử có cùng
pha dao động. Chú ý rằng bước sóng tỷ lệ nghịch với tần số âm, tần số càng lớn thì bước
sóng càng nhỏ. Trong phạm vi tần số 20 - 20000 Hz bước sóng âm thay dổi từ 21,25m đến
1,7 cm.
Chu kỳ dao động âm : ký hiệu Ta (s), là thời gian để các phần tử thực hiện một dao
động toàn phần.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 16


Biên độ dao động âm : độ dời lớn nhất của các phần tử so với vị trí cân bằng. Biên
độ càng lớn thì âm thanh càng mạnh
Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào môi trường truyền.Thí dụ: trong không khí
340m/s, trong nước 1480m/s, trong sắt 5000m/s. Trong không khí vận tốc truyền âm còn

phụ thuộc vào nhiệt độ và được tình theo công thức:
C  331 √

𝑇0
273

(m/ s), T0 là nhiệt độ tuyệt đối của không khí.

Vậy ở nhiệt độ càng cao âm thanh truyền càng nhanh. Người ta thường chọn
C=340m/s, tốc độ tương ứng với nhiệt độ T0 = 2900K (tức 170C).
Trong quá trình lan truyền, khi gặp vật cản, phần lớn bị phản xạ, phần nhỏ tiếp tục
lan truyền về phía trước và phần nhỏ biến thành nhiệt.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 17


Bảng 1 Vận tốc âm trong một số môi trường
Môi trường

Vận tốc âm (m/s)

Chất khí
Không khí (0oC)

331

Không khí (20oC)

344

Hydrogen

1284

Oxygen

316

Cacbon dioxit

340

Nước (25oC)

1498

Chất lỏng

Nước biển (17oC)

1510 - 1550

Dầu hỏa (34oC)

1295

Thép

6100

Nhôm

6400

Gỗ thông

5260

Kính

5660

Gạch

3650

Bê tông cốt thép

4500

Đá granite

6000

Chất rắn

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 18


1.1.1.2 Các thông số đặc trưng của âm thanh.
a. Áp suất âm.
Âm thanh lan truyền đến đâu thì làm thay đổi áp suất không khí ở đó, hiệu của áp
suất khi có sóng âm với áp suất tĩnh của không khí tại một điểm được gọi là thanh áp ở
điểm đó. Đơn vị của thanh áp là bar. Một bar là thanh áp tác dụng lên một diện tích 1 cm2
một lực 1 dyn, đơn vị này còn được gọi là Pascal (Pa)
Ta có: 1 bar = 1 dyn/cm2 = 1 Pa
Như ta biết 1 Newton/m2 = 1 dyn/cm2 .
Thanh áp có giá trị rất nhỏ. Một người nói bình thường tạo ra tại nơi cách người đó
1 m một thanh áp bằng khoảng một phần triệu áp suất khí quyển. Vì vậy, trong thực tế
người ta thường dùng đơn vị microbar (1μ bar = 10-6 bar).
b. Công suất âm.
Công suất âm thanh ký hiệu là P, là năng lượng sóng âm đi qua một diện tích S
vuông góc với phương truyền trong 1 đơn vị thời gian. Ta có công thức :
P=

𝐹𝑑𝑥
𝑑𝑡

=

𝑝𝑆𝑑𝑥
𝑑𝑡

= pSv

Với : F : lực tác dụng

dx: khoảng dịch chuyển của lực F trong thời gian dt
p: thanh áp
S: diện tích ta xét
v: tốc độ dao động của một phần tử khí tại đó.
Nói chuyện bình thường công suất âm khoảng 0,0004 W.
c. Cường độ âm thanh
Cường độ âm, ký hiệu là I, là công suất âm thanh đi qua một đơn vị diện tích, ta có
công thức tính cường độ âm thanh :
𝑃

I = = p.v
𝑆

I có đơn vị là watt/m2. Tuy nhiên, trong thực tế thường dùng đơn vị watt/cm2
Tóm lại p, P, I đều biểu thị độ lớn nhỏ của âm thanh và f, T, λ đều biểu thị cao độ
của âm thanh. [1]

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 19


d. Mật độ năng lượng âm E.
Mật độ năng lượng âm, ký hiệu E là năng lượng âm chứa trong một đơn vị thể tích
môi trường trong một giây, đơn vị J/m3. Mật độ năng lượng âm thường được đề cập đến
khi tính toán cá phòng kín (trong đó âm tanh tới một điểm từ nhiều phía), khi đó không xét
đến hướng truyền âm.
e. Mức âm
Âm thanh mà tai người nghe được có cường độ và áp suất thay đổi trong một phạm
vi rất rộng. Chẳng hạn áp suất âm có thể thay đổi từ mức nhỏ nhất 2.105 N/m2 đến mức

lớn nhất là 2.101 N/m2, như vậy mức khác biệt là một triệu lần. Tương tự như vậy cường
độ âm thanh thay đổi đến 1012 lần. Sự thay đổi quá lớn này gây bất tiện và trở ngại cho
việc đo lường và đánh giá âm thanh.
Một vấn đề đáng quan tâm khi so sánh mức độ cảm nhận âm thanh của tai người là
tai người phân biệt áp suất âm giữa 1 và 2 Pa cũng giống như giữa 5 và 10 Pa. Weber
Fechner phát hiện rằng cảm giác âm thanh của tai không tỷ lệ bậc nhất vơi năng lượng
kích thích mà tỉ lệ với logarit của nó. Đó chính là cơ sở của một đơn vị đánh giá âm thanh
mới theo thang logarit gọi là mức âm.
Vậy mức âm là đơn vị đánh giá âm thanh theo thang logarit của tỷ số giữa áp suất
hoặc cường độ âm cần đo với áp suất và cường độ âm được lấy làm tiêu chuẩn so sánh.
Theo quy ước quốc tế, các trị số của chuẩn so sánh được lấy tương ứng với các trị
trung bình nhỏ nhất mà tai người cảm thụ được, gọi là ngưỡng quy ước. Như vậy các số
cường độ và áp suất âm ở ngưỡng quy ước tương ứng là:
I0 = 10-12 W/m2
p0 = 2.10-5 N/m2
Mức cường độ âm được tính theo công thức :
LI = 10.lg

𝐼
𝐼0

Mức áp suất âm được tính như sau :
𝑝 2

𝑝

𝑝0

𝑝0

Lp = 10.lg( ) = 20.lg

I : cường độ âm cần đánh giá (dB)
p : áp suất âm cần đánh giá (dB)

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 20


Mức công suất âm :
LP = 10.lg

𝑃
𝑃0

(dB)

P : công suất âm cần đo.
P0 = 10-12 W: công suất ở ngưỡng quy ước
Mức cường độ âm và mức áp suất âm của cùng một âm là như nhau và gọi chung là
mức âm.
Thực tế cho thấy sự thay đổi mức âm nhỏ nhất mà tai người có thể phát hiện được
là 1 dB, nhưng thay đổi 3dB mơi sđược xem là thay đổi nhỏ nhất có ý nghĩa. Các phép đo
âm học thông thường cho phép sai số 1 - 2 dB [2].

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 21

Bảng 2 Mức âm của một số nguồn thường gặp
Mức độ ồn

Trường hợp điển hình

Mức âm, dB

Ngưỡng đau tai : động cơ máy bay gần; sét đánh

Không thể nói
chuyện

120

gần; trong ga tàu điện ngầm.

110

Tiếng còi tàu; tàu hỏa chạy qua ga
Dưới cầu đường sắt khi tàu chạy; trong toa tàu điện

100

90

Xưởng cơ khí

80

Xưởng in; nút giao thông đông đúc; siêu thị

70

Rạp hát; cửa hàng; hành lang ngân hàng

60

Cửa hàng; nhà ăn; tiếng nói bình thường; cơ quan

50

Rạp chiếu phim

40

Radio mở nhỏ; trong nhà yên tĩnh

30

Vùng nông thôn; studio phát thanh

20

Tiếng lá rơi khi gió nhẹ

10

Gió rất nhẹ

0

Ngưỡng nghe của tai người

Khó nói chuyện

Phải to giọng
khi nói chuyện

Nói chuyện dễ
dàng

ngầm, ga tàu hỏa

(Nguồn:Âm học kiến trúc - Cơ sở lý thuyết và các giải pháp ứng dụng, Phạm Đức Nguyên)

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 22


1.1.2 Đặc điểm cảm thụ âm thanh của tai người
a. Đơn âm.
Là âm thanh có tần số xác định, có biên độ sóng biến đổi theo quy luật hình sin.

Hình 1 Sóng âm.
b. Âm kết hợp.
Các nguồn âm thông thường không tạo ra được đơn âm mà tạo ra các âm thanh kết
hợp. Âm thanh kết hợp là tổng hợp của nhiều đơn âm, trong đó âm thanh có tần số thấp
nhất là âm cơ bản, các âm thanh còn lại có tần số là bội chẵn của âm cơ bản gọi là các âm

bồ, âm hài hay hoạ âm [1]

Hình 2 : Sóng âm kết hợp
SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 23


c. Cao độ (hay độ trầm bổng).
Cao độ được qui định bởi tần số âm cơ bản. Trong âm nhạc, âm phổ nghe được
chia ra làm các bát độ. Đó là khoảng cách giữa hai âm mà âm bổng có tần số gấp 2 lần âm
trầm [1]
Ví dụ 1 : Âm ở bát độ 3
Bảng 3 : Tần số âm ở bát độ thứ 3
Nốt

Do

Re

Mi

Fa

Sol

La

Si

Do

Hz

262

294

300

349

392

440

494

524

Ta thấy Do âm bổng có tần số gấp 2 lần Do âm trầm.
Ví dụ 2: Nếu ta chọn âm trầm nhất là 16 Hz thì:
-

Bát độ 1: gồm các âm nằm trong dải tần từ 16 Hz đến 32 Hz.
Bát độ 2: gồm các âm nằm trong dải tần từ 32 Hz đến 64 Hz.
Bát độ 3: gồm các âm nằm trong dải tần từ 64 Hz đến 128 Hz.
Bát độ 4: gồm các âm nằm trong dải tần từ 128 Hz đến 256 Hz.
Bát độ 5: gồm các âm nằm trong dải tần từ 256 Hz đến 512 Hz
Bát độ 6: gồm các âm nằm trong dải tần từ 512 Hz đến 1024 Hz.

Bát độ 7: gồm các âm nằm trong dải tần từ 1024 Hz đến 2048 Hz.
Bát độ 8: gồm các âm nằm trong dải tần từ 2048 Hz đến 4096 Hz.
Bát độ 9: gồm các âm nằm trong dải tần từ 4096 Hz đến 8192 Hz.

d. Âm sắc.
Là sắc thái riêng của âm thanh, giúp phân biệt âm phát ra từ các nguồn âm khác
nhau.

[1]

Ví dụ: Nốt La phát ra từ đàn Guitar khác với nốt La phát ra từ đàn Piano và cũng
khác nốt La do người nói… ( dĩ nhiên, để so sánh phải phát nốt La trong cùng một bát độ).
Âm sắc quy định bởi các hoạ âm. Hai âm kết hợp có cùng tần số cơ bản nhưng có
số họa tần khác nhau ( biên độ của các hoạ tần cũng có thể khác nhau ) thì sẽ có âm sắc
khác nhau.

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 24


e. Sự cảm thụ về mặt cường độ âm:

Hình 3 : Độ nhạy của tai người.[1]
(1): Giới hạn tối đa của thanh áp ( ngưỡng đau đớn)
(2): Giới hạn nhỏ nhất của thanh áp nghe được.
Người bình thường nghe được âm thanh trong phổ tần từ 20Hz đến 15KHz. Có
người nghe được âm có tần số thấp đến 16Hz hoặc cao đến 20KHz. Càng lớn tuổi độ rộng
phổ tần số nghe được càng giảm.
Một số động vật có thể nghe được âm có tần số rất cao như : mèo có thể nghe được

đến 40KHz, chó 80KHz, dơi 120KHz.
Độ nhạy của tai người không đồng đều trong phổ âm tần nghe được. Thực nghiệm
cho thấy, tai người cảm giác nhạy với các âm nằm trong dải tần từ 500Hz đến 5KHz; và
nhạy nhất ở tần số 1 KHz. Khi thanh áp quá lớn, tai người có thể bị tổn thương. Từ giản
đồ nhạy của tai ta thấy ở tần số 1 KHz chỉ cần thanh áp bằng 0,0002 dyn/cm2 là tai nghe
được. Trong khi ở tần số 20 KHz cần phải có thanh áp 10 dyn/cm2 mới nghe được.
Thực nghiệm cho thấy, thính giác cảm nhận cường độ âm thanh tỉ lệ với Logarith
của thanh áp. Như vậy các định nghĩa về thanh áp, cường độ thanh không cho ta đánh giá
một cách rõ ràng về sự cảm nhận của tai người. Do đó, người ta dùng đơn vị mới để đo
cường độ âm thanh, đơn vị Decibel ( ký hiệu dB ), được định nghĩa bằng công thức:

SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470

Trang 25